數位電視傳送流的傳輸控制方法及其裝置的製作方法
2023-08-03 15:46:31
專利名稱：數位電視傳送流的傳輸控制方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數位電視傳送流的傳輸控制方法及其裝置，具體地說，涉 及能有效阻止非法設備對電視節目的接收，且可以與傳統的數據傳送加密解密 兼容的數位電視傳送流的傳輸控制方法及其裝置。
背景技術：
數位電視(DTV)傳送流(TS)的基本單位是傳送包，每個傳送包都有一個 標示(PID)，不同類型的傳送包的PID值是不同的，同一PID值的傳送包組成 一種類型的傳送流。
數位電視傳送流中包含有程序特殊信息(PSI)傳送流以及多套電視節目 的音頻傳送流、視頻傳送流等其他傳送流。PSI傳送流包含有PAT表傳送流、 PMT表傳送流等相關的專用表傳送流。其中PAT表傳送流的PID值是固定的， 為0x00;每套電視節目對應一個PMT表傳送流，PMT表傳送流的PID值由 PAT表指定；每套電視節目音頻傳送流、視頻傳送流的PID值由相應節目PMT 表指定，從而完成電視節目的收看。
目前採用的對數位電視傳送流進行加密解密的方法，是對傳送流本身進行 加密，其運算量大、運算複雜程度高，導致該種加密方式實現困難、成本很高。 上述加密解密方法的目的是保護節目提供商的利益，是以收費、贏利為商業目 的，只要用戶付費購買提供商的服務，不論接收設備是否合法，都可以收看到 節目。
發明內容
本發明的目的在於提供一種數位電視數據傳送流的傳輸控制方法及其裝 置，能有效阻止非法設備對電視節目的接收，保護合法接收設備的利益，且可 以與傳統的數據傳送加密解密兼容。
為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下 一種數位電視傳送流的傳輸控制方法，包括如下步驟在數位電視系統的 上行端對節目進行復用時，對指定傳送流的PID值進行隨機浮動，以浮動後
的值作為傳送流的實際PID值；上行端把PID的浮動值通過加密的方式傳送 給接收設備；接收設備解析隨機規則，根據所述傳送流中指定的PID值，得 到該傳送流實際的PID值，完成對節目的接收。
如上所述，在數位電視傳送流中，PAT表傳送流的PID值為固定值0x00， 由PAT表指定PMT表傳送流的PID值，由PMT表指定每套節目的音頻、視 頻等相關傳送流的PID值。但在實際的傳送流中可以對某些或全部的傳送流 的PID值進行一些浮動。例如在上行端對節目進行復用的時，對某個電視 節目的PMT表傳送流，並不按PAT表指定的PID值進行傳送，而是對PAT 表指定的PID值進行一個隨機值的浮動，以浮動後的值作為PMT表傳送流的 實際PID值，上行端把浮動的隨機值通過加密的方式傳送給接收設備。合法 的接收設備由於知道加密方式和密鑰，所以可以接收並解析得到PID浮動的 隨機數，根據此隨機數以及PAT表中指定的PMT表的PID值，就能夠得到傳 送流中傳送PMT表的傳送流實際的PID值，從而完成對節目的接收。而非法 接收設備並不了解加密方式和密鑰，無法獲得PID值浮動的隨機數，無法知 道傳送流中PMT表傳送流的實際PID值，就無法實現對節目的接收。
PID值浮動技術可以針對PAT表傳送流、PMT表傳送流，也可以針對音 頻傳送流、視頻傳送流以及數位電視中其他的相關傳送流。
相應地， 一種數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，設於節目復用器和 調製發射器之間，包括TS流輸入接口，接收來自節目復用器的標準TS流； 解復用器，解析TS流中不同類型的TS包；PSI解析器，接收來自解復用器的 數據進行TS流的分析；PID調整器，與PSI解析器雙向連接，並接收來自解 復用器的數據,對指定TS流的PID值進行調整；隨機值發生器，產生進行PID 浮動的隨機值並發送給PID調整器；打包復用器，接收來自PSI解析器和PID 調整器的數據，打包成標準TS流；加密器，接收來自打包復用器的TS流， 對指定PID值的傳送流進行加密；TS流輸出接口，接收來自加密器的TS流 後，傳送到調製發射器；系統控制器，分別與PID調整器、隨機值發生器、 打包復用器以及加密器雙向連接，進行整個系統的協調控制。
一種與上述專用控制器相對應的數位電視傳送流的安控模塊，設於調諧解
調器和解復用解碼器之間，包括TS流輸入接口，接收來自調諧解調器的TS
流；解復用器，接收來TS流輸入接口的TS流，解析TS流不同的類型的TS 包；解密器，與解復用器雙向連接,解密被加密的TS包；PSI解析器，與所述 解復用器雙向連接，解析TS流中不同類型的TS包；PID調整器，與PSI解析 器雙向連接，並接收來自解復用器的數據，把被調整PID值的TS包恢復到其原 始值；打包復用器，接收來自PSI解析器和PID調整器的數據，打包成標準 TS流；TS流輸出接口，接收來自打包復用器的TS流後，傳送到解復用解碼 器；系統控制器，分別與PID調整器、解密器雙向連接。
PID調整器在隨機值發生器產生的隨機值基礎上對初始PID值進行調整， 也可以在系統控制器產生的固定值基礎上對初始PID值進行調整。
PID調整器對隨機值和初始PID值進行加法運算或者減法運算。
圖1為本發明的整體實施的流程示意圖； 圖2為本發明的接收設備的處理流程示意圖； 圖3為本發明的專用控制器的結構框圖； 圖4為本發明的解密安控模塊的結構框圖。
具體實施例方式
下面根據圖1至圖4，給出本發明的較佳實施例，並予以詳細描述，使能 更好地理解本發明的功能、特點。
如圖1所示，本發明在傳統的數位電視系統的上行端插入專用控制器，在 接收設備中插入安控模塊。專用控制器的功能是產生PID浮動的隨即值，以 此隨即值對指定的傳送流的PID值進行浮動，對隨即值進行封裝打包，加入 認證信息，再打包成標準的TS包，並對此TS包進行加密，最後把此TS包插 入傳送流。安控模塊的功能和上行端專用控制器的功能相反，從傳送流中捕獲 傳送隨即值的傳送流，進行解密和認證處理，解析獲得隨即值，以此隨即值去 獲取進行PID值的反浮動。
如圖2所示，收看傳統的數位電視節目，接收設備的處理過程如下首先 從傳送流中捕獲PAT表，PAT表的傳送流的PID值固定為0x00。根據PAT表
指定PMT表傳送流的PID值，捕獲PMT表，再根據PMT表指定的音視頻傳 送流的PID值，進行音視頻的接收。
採用本技術方案，假設針對PMT表和音視頻的傳送流進行PID值浮動， PAT表的傳送流的PID值仍是0x00。專用控制器產生隨即值，假設隨即值為 0x0A，以此隨即值去改變PMT表和音視頻傳送流的PID值，操作假設為相加。 假設PAT表指定的PMT表傳送流的PID值為0x30， PMT表指定音頻、視頻 傳送流的PID值分別為0x60和0x70。那麼在實際的傳送流中傳送PMT表的 傳送流的PID值就不是0x30，而是x3A;同理傳送音頻和視頻的傳送流的PID 值也不是0x60和0x70,而是0x6A和0x7A。
在接收端，安控模塊首先從傳送流中解析得到隨即值為OxOA，操作為加。 然後從PAT表獲得PMT表傳送流的PID為0x30，那麼安控模塊就會以Ox3A， 而不是0x30，為PID值去捕獲PMT表的傳送流，捕獲到PMT表的傳送流後， 安控模塊會把PMT表傳送流的PID值改回到其原來的值0x30，而後傳送給解 復用解碼器。對音視頻傳送流做同樣的處理。
由於PID值被浮動，所以非法接收設備就無法通過常規的接收方法接收 到節目。同時由於非法接收設備不知隨即值傳送流加解密的密鑰，無法獲得隨 即值和操作碼，所以仍然無法接收到節目。對於非法傳送的隨即值，由於認證 碼不對，會被安控丟掉，不會對系統造成影響，所以本方案系統具有一定的抗 攻擊性能。
專用控制器和安控模塊既可以用軟體實現，也可以用硬體實現。 如圖3所示，並結合圖l，專用控制器為獨立的專用設備，設於節目復用 器和調製發射器之間，包括TS流輸入接口，接收來自節目復用器的標準TS 流；解復用器，解析TS流中不同類型的TS包；PSI解析器，接收來自解復用 器的數據進行TS流的分析；PID調整器，與PSI解析器雙向連接，並接收來 自解復用器的數據,對指定TS流的PID值進行調整；隨機值發生器，產生進行 PID浮動的隨機值並發送給PID調整器；打包復用器，接收來自PSI解析器和 PID調整器的數據，打包成標準TS流；加密器，接收來自打包復用器的TS 流，對指定PID值的傳送流進行加密；TS流輸出接口，接收來自加密器的TS 流後，傳送到調製發射器；系統控制器，分別與PID調整器、隨機值發生器、 打包復用器以及加密器雙向連接，進行整個系統的協調控制，還有一乙太網控
制器與所述系統控制器雙向連接。
TS流輸入輸出接口採用BNC接口 ，接收原始傳送流並輸出經過調整之後 的傳送流。解復用器對接收到的TS流通過解復用器的解復用，得到相關節目 的信息以及傳送流之間的聯繫。PSI解析器解析TS流，進行節目導航。PID 值調整器對指定傳送流的PID值按指定的方式進行調整，可以對指定的傳送 流的PID值加上或減去一個隨即值或系統控制器指定的值。隨即值發生器產 生進行PID浮動的隨即值。加密器對指定PID值的傳送流進行以預置的算法 進行加密或加擾。復用器對調整後的TS包在按MPEG2的標準復用成標準的 TS流。系統控制器接收解析用戶控制命令，協調整個系統的工作。
具體工作方式如下專用控制器接收標準的TS流，通過解復用器和PSI 解析器，找出TS流中各個傳送流的PID值(如PAT、PMT以及視音頻傳送流)， 再按系統控制器的命令對這些PID值進行調整，加上或減去一個固定值(由 系統控制器指定)或一個隨即值(由隨即值發生器產生)。同時把這個固定值 或隨即數按一定的格式封裝起來在打成標準的TS包插入到TS流中。
圖4顯示了一種與上述專用控制器相對應的數位電視傳送流的安控模塊， 設於調諧解調器和解復用解碼器之間，包括TS流輸入接口，接收來自調諧 解調器的TS流；解復用器，接收來TS流輸入接口的TS流，解析TS流不同 的類型的TS包；解密器，與解復用器雙向連接，解密被加密的TS包；PSI解 析器，與所述解復用器雙向連接，解析TS流中不同類型的TS包；PID調整器， 與PSI解析器雙向連接，並接收來自解復用器的數據,把被調整PID值的TS包 恢復到其原始值；打包復用器，接收來自PSI解析器和PID調整器的數據，打 包成標準TS流；TS流輸出接口，接收來自打包復用器的TS流後，傳送到解 復用解碼器；系統控制器，分別與PID調整器、解密器雙向連接。該控制器 還包括一 ROM/RAM存儲器用於存儲系統的工作狀態、ROM/RAM存儲器與 所述系統控制器雙向連接，RESET對整個模塊起到復位的作用。
TS流輸入輸出接口既可以是並行TS流又可以是串行TS流。解復用器中 的濾波器分為兩個部分， 一部分針對PSI/SI傳送流以及前端控制系統發送的 控制命令信息表的傳送流，解密(解擾)器和此部分濾波器配合工作，自動探測 專用傳送流是否被加密，如果加密則進行相應的解密工作，如果沒有加密則不 做解密或解擾處理。另一部分為針對一般PES流的濾波器。PSI解析器解析
TS流，進行節目導航，捕獲PID浮動值。PID調整器根據再PID浮動值， 把被調整的PID值調回到其原始值狀態。打包復用器把經過反變換的TS包
重新復用成標準的傳送流，傳送給後端的解復用解碼器。ROM/RAM:存儲系
統工作的相關信息。系統控制器控制整個系統協調工作。
具體工作方式如下安控模塊接收串行或並行的TS流，默認狀態下PID 浮動值為0，按各個傳送流實際的PID值去解析TS流。安控模塊會實時監測 TS流中有無傳送PID浮動值的TS包，如果有則捕獲此TS包並解析獲得PID 浮動值，根據此PID浮動值把傳送流中各個包的PID值恢復到其原來的PID 值。
以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，並非用以限定本發明的範圍，本 發明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據本發明申請的權利要求書 及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保 護範圍。
權利要求
1、一種數位電視傳送流的傳輸控制方法，包括如下步驟在數位電視系統的上行端對節目進行復用的時，對傳送流指定的PID值進行隨機浮動，以浮動後的值作為傳送流的實際PID值；上行端把PID的浮動值通過加密的方式傳送給接收設備；接收設備解析隨機規則，根據所述傳送流中指定的PID值，得到該傳送流實際的PID值，完成對節目的接收。
2、 如權利要求1所述的數位電視傳送流的傳輸控制方法，其特徵在於，所述傳送流可以是PAT表傳送流、PMT表傳送流、音頻傳送流、視頻傳送流 中的一種或任意組合。
3、 如權利要求2所述的數位電視傳送流的傳輸控制方法，其特徵在於，在上行端插入專用控制器，該專用控制器找出TS流中各個傳送流的PID值，產生PID浮動的隨機值，以此隨機值對指定的傳送流的PID值進行浮動；對隨機值進行封裝，再打包成標準的TS包，並對此TS包進行加密，最 後把此TS包插入傳送流。
4、 如權利i求3所述的數位電視傳送流的傳輸控制方法，其特徵在於， 在接收設備中插入安控模塊；該安控模塊從傳送流中捕獲傳送隨機值的傳送 流，進行解密和認證處理，解析獲得隨機值，據此把傳送流中各個包的實際 PID值恢復到其初始的PID值。
5、 如權利要求4所述的數位電視傳送流的傳輸控制方法，其特徵在於， 安控模塊接收串行的TS流。
6、 如權利要求4所述的數位電視傳送流的傳輸控制方法，其特徵在於， 安控模塊接收並行的TS流。
7、 一種數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特徵在於，該專用控 制器設於節目復用器和調製發射器之間，包括TS流輸入接口，接收來自節目復用器的標準TS流； 解復用器，接收來TS流輸入接口的TS流； PSI解析器，接收來自解復用器的數據； PID調整器，與PSI解析器雙向連接，並接收來自解復用器的數據； 隨機值發生器，產生進行PID浮動的隨機值並發送給PID調整器； 打包復用器，接收來自PSI解析器和PID調整器的數據，打包成標準TS流；加密器，接收來自PSI解析器的數據和打包復用器的TS流，對指定PID值的傳送流進行加密；TS流輸出接口，接收來自加密器的TS流後，傳送到調製發射器； 系統控制器，分別與PID調整器、隨機值發生器、打包復用器以及加密器雙向連接。
8、 如權利要求7所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特徵 在於，該控制器還包括一乙太網控制器，該乙太網控制器與所述系統控制器雙 向連接。
9、 如權利要求7或8所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其 特徵在於，所述PID調整器對PAT表傳送流、PMT表傳送流、音頻傳送流、 視頻傳送流中的一種或任意組合的初始PID值進行調整。
10、 如權利要求9所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特徵 在於，PID調整器在隨機值發生器產生的隨機值基礎上對初始PID值進行調整。
11、 如權利要求IO所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特 徵在於，PID調整器對隨機值和初始PID值進行加法運算。
12、 如權利要求IO所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特 徵在於，PID調整器對隨機值和初始PID值進行減法運算。
13、 如權利要求9所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特徵 在於，PID調整器在系統控制器產生的固定值基礎上對初始PID值進行調整。
14、 如權利要求13所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特 徵在於，PID調整器對固定值和初始PID值進行加法運算。
15、 如權利要求13所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其特 徵在於，PID調整器對固定值和初始PID值進行減法運算。
16、 如權利要求7或8所述的數位電視傳送流的傳輸控制專用控制器，其 特徵在於，所述TS流輸入接口和TS流輸出接口採用BNC接口 。
17、 一種與權利要求7所述的專用控制器相對應的數位電視傳送流的安控 模塊，其特徵在於，該安控模塊設於調諧解調器和解復用解碼器之間，包括 TS流輸入接口，接收來自調諧解調器的TS流； 解復用器，接收來TS流輸入接口的TS流； 解密器，與解復用器雙向連接； PSI解析器，與所述解復用器雙向連接；PID調整器，與PSI解析器雙向連接，並接收來自解復用器的數據； 打包復用器，接收來自PSI解析器和PID調整器的數據，打包成標準TS流；TS流輸出接口，接收來自打包復用器的TS流後，傳送到解復用解碼器; 系統控制器，分別與PID調整器、解密器雙向連接。
18、 如權利要求17所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於，該 控制器還包括一存儲器，該存儲器與所述系統控制器雙向連接。
19、 如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 所述PID調整器對PAT表傳送流、PMT表傳送流、音頻傳送流、視頻傳送流 中的一種或任意組合的實際PID值調整為初始PID值。
20、 如權利要求19所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於，若 初始PID值進行加法浮動後變為實際PID值，則PID調整器對實際PID值進 行相應的減法浮動。
21、 如權利要求19所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於，若 初始PID值進行減法浮動後變為實際PID值，則PID調整器對實際PID值進 行相應的加法浮動。
22、 如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 解復用器中包括一濾波單元，該單元與解密器探測專用傳送流是否被加密，如 果加密則進行相應的解密工作，如果沒有加密則不做解密處理。
23、 如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 所述TS流輸入接口採用串行TS流接口 。
24、 如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 所述TS流輸入接口採用並行TS流接口 。
25、 如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 所述TS流輸出接口採用串行TS流接口 。
26、如權利要求17或18所述的數位電視傳送流的安控模塊，其特徵在於， 所述TS流輸出接口採用並行TS流接口 。
全文摘要
本發明涉及一種數位電視傳送流的傳輸控制方法及其裝置，在數位電視系統的上行端對節目進行復用時，對指定傳送流的PID值進行隨機浮動，以浮動後的值作為傳送流的實際PID值；上行端把PID的浮動值通過加密的方式傳送給接收設備；接收設備解析隨機規則，根據所述傳送流中指定的PID值，得到該傳送流實際的PID值，完成對節目的接收。而非法接收設備並不了解加密方式和密鑰以及傳輸規則，無法獲得PID值浮動的隨機數，就無法實現對節目的接收。
文檔編號H04N7/24GK101360226SQ20071017233
公開日2009年2月4日 申請日期2007年12月14日 優先權日2007年12月14日
發明者陳益棟 申請人:華亞微電子(上海)有限公司